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铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩质量控制措施分析
摘要：在铁路桥梁工程不断发展的过程中，冲击钻灌注桩技术的运用越来越广泛，是一项关键的工程桩基技术，在实际施工过程中技术工艺相对烦琐，存在很多干扰因素，很容易出现成桩质量差的问题，影响整体工程质量。以某铁路桥梁施工项目为例，对冲击钻灌注桩施工工艺流程进行分析，研究铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩质量控制要点，以有效改善冲击钻灌注桩成桩质量，提高铁路桥梁工程质量。
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近年来，我国铁路行业发展迅猛，随着铁路工程施工规模的不断扩大，冲击钻灌注桩技术凭借承载能力强、抗震性良好的优势得到了广泛运用，在铁路桥梁工程中发挥着重要的作用。将冲击钻灌注桩技术运用于铁路桥梁施工中，能够使铁路桥梁的稳定程度大大提升，然而在施工过程中受到各方面因素的干扰，也会存在一定的质量问题。因此开展铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩质量控制研究具有非常重要的意义，能够从根本上确保铁路桥梁工程的可靠性及安全性。
1、铁路桥梁冲击钻灌注桩施工项目概述
本研究所选取的某铁路桥梁工程项目，桥梁主墩结构为群桩，单个围堰中用21根桩基，桩基长度83.113m,规格Φ3.0m,最深处达到了基岩。该工程项目标段为CGZQSG-8,包括D1K217+648.586至D4K252+265的里程，铁路桥梁总长度为34.389km。该铁路桥梁涵盖了中桥253.98m/3座、大桥1539.18m/6座、框架桥27.15m/1座，以及双线特大桥9145.92m/9座。在工程项目的施工标段内，铁路桥梁基础结合实际地质状况，主要运用了冲击钻灌注桩施工技术，其余桥梁基础采用的是挖孔桩基础和明挖扩大基础。
在该铁路桥梁工程项目中，桥梁的关键结构就是钻孔灌注桩，桩基的直径包括三种不同规格，分别是100cm、125cm和150cm。在实际施工过程中，要综合分析各方面要素，包括桩孔分布状况、该标段内的地质情况、桩基长度和桩径设计大小等。冲击钻灌注桩施工技术方案主要为：桩基在水深2m以下时，进行草袋围堰筑岛施工，主要用于桥梁5号、40号及51号桥墩基础；而在2m至3m的深度时，需要开展钢板桩围堰施工，则用于4号、6号、41号、42号和50号桥墩基础。
2、铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩施工流程
2.1 施工准备工作
① 在开展施工工作之前，详细了解施工设计方案，掌握施工规范标准，进行施工技术交底。
② 组织测量队伍对桩位、高程进行准确测试，完成放样处理。技术工作者要进行交接桩复测，对水准点进行加密处理，并对桩位添加防护柱，为施工的开展奠定基础。
③ 按照设计方案，对原材料严格进行抽查、检测，对材料进行分类存放和管理。
④ 参考设计文件，以施工现场实际状况为依据，对灌注混凝土配比进行合理设定。
2.2 施工流程
冲击钻灌注桩施工流程见图1。
2.3 钻进方法及施工平台、深水围堰
2.3.1 冲击钻钻进方法
在实际开展铁路桥梁施工过程中，利用冲击式钻机设施，还要有卷扬机协同开展施工作业。在开展冲击钻钻进施工时，要适当抬高钻头，通过自由下落的方式，使冲击式钻机的钻头能够以垂直的方向降落到土层中，从而发挥较大冲击力的作用。在这个过程中所形成的碎渣、泥浆能够在压力影响下落入孔壁内，并能够通过泥浆循环的途径排出来。冲击钻在不断钻进的过程中，要结合地质层的实际状况，对各类钻头进行针对性选取，如可将管形钻头用于砂砾石结构土层、十字形钻头用于碎石类土层。
2.3.2 常用施工平台
铁路桥梁冲击钻灌注桩施工流程相对复杂，其中一个关键环节就是对水上钻孔施工平台进行搭建，可以建立固定式和浮动式两大类平台。
固定式平台又包括围堰式、桩柱式两类。围堰式平台具有较强的承重能力，关键承重结构是围堰、钢箱；桩柱式的结构非常稳固，既可以进行钢管桩联合打入钢护筒搭建，也可以进行钢管桩单独搭建。
浮动式平台搭建非常便利化，但是承载力不大，需要占据很大面积，适用于舟桥浮箱搭建、船只搭建。
2.3.3 深水桥梁基础围堰
在铁路桥梁冲击钻灌注桩施工中，对于深水作业必须要做好防冲刷、防水及防土工作，所以必须要切实做好防水围堰工作。施工作业中，施工人员要对水文状况、地质状况有一个深入了解，合理运用钢吊箱围堰、钢壁围堰及钢板桩围堰三种形式。
3、铁路桥梁施工中冲击钻灌注桩质量控制
3.1 桩基基础钻孔的施工质量控制
在维修和检查钻机设施、机具之后，要保证钻机顶端、底座保持平稳，避免出现沉陷和位移情况。应使钻机起吊滑轮线、钻孔、钻头处于相同垂线，偏移控制在2cm以下，竖直倾斜度在0.5%以下，并结合地质层对泥浆比重、冲击钻机进行选定。第1次钻孔的过程中，应合理控制钻孔进尺，以慢速度、小冲程进行冲击钻进，还要在钻进时动态监测钻孔坍塌状况、孔位偏离状况、成孔竖直状况等。在不断钻进时，冲击钻要运用4m到5m的中冲程或者大冲程，但是要将冲程最大值控制在6m以下。
在冲击钻不断钻进、排渣过程中，应时刻关注底层变化状况，及时进行渣样捞取，对资质种类进行明确，做好记录，设定编号有序存储渣样，便于后期查看、研究。应连续开展冲击钻孔作业，如有需要，在停钻时要借助保护盖来保护孔口，保护盖为花纹钢(0.3cm)或厚木板(5cm),避免在孔内保留钻头及埋钻问题的发生。钻孔符合设计深度后，要查看孔的形状、位置、大小和深度，及时矫正测绳刻度，保证检孔器钢筋比钻头直径小、比钢筋笼的外圈直径大。只有在保证符合设计方案的基础上，才能继续开展灌注混凝土施工。
3.2 钻孔灌注桩施工质量控制
开始钻孔施工时，要适度提高钻杆，并于护筒中进行旋转造浆，拌匀泥浆之后要保持低速钻进，确保护筒脚位置存在泥皮护壁。持续钻进时，要及时结合土层调整钻进方式，并注意将新的泥浆补充到孔内，使泥浆密度、稠度符合标准；泥浆顶面应保持比地下水位线高50cm的距离，这样能够确保孔壁具有一定的稳定性；还应时刻关注地质变化状况，对泥浆配比、性能进行合理调控。在进行清孔操作时，如果钻机的钻进符合标准高程，应马上开展清孔处理，并使泥浆密度在1.15至1.2间；若泥浆密度超过标准，就会干扰混凝土浇筑施工，如果过小则会出现坍孔问题。
3.3 钢筋笼制作质量控制
在制作钢筋笼时，需要对焊条、钢筋质量进行检测，确保其型号、性能配套，并符合质量标准。钢筋笼制作是冲击钻灌注桩施工的关键环节，要参考图纸落实各项操作，结合钢筋骨架尺寸大小，制作规模样板，并在样板中对箍筋进行弯制圈处理，对支架进行钢筋定位，并对主筋间的距离进行有效控制，间距偏差要控制在1cm之内。要严格管控钢筋笼和箍筋的直径长度，确保偏差值符合规定，从而确保钢筋笼整体质量。焊接钢筋时，将定位圈焊接于钢筋笼内侧，可以安装声测检测管，用密封胶连接或套螺纹连接，便于后期开展质量检测工作，提高施工安全性。
在对钢筋笼进行安装、拌匀、吊放时，要保证孔内不存在塌方、残渣问题，还要避免出现变形状况，并确保对准孔位，应在顺直状态下，较慢且匀速地在孔内放入钢筋笼，减少碰撞、扭笼、墩笼等问题的发生。还要对钢筋笼的标高进行不断监测，借助抗浮筋或吊筋方式进行固定，确保钢筋笼不会上浮或下沉。
3.4 灌注混凝土施工质量控制
开展灌注混凝土施工前，需要对孔壁、孔底进行清理，对成孔质量进行查看，保证不存在松动、沉渣问题。若孔内存在一些不易排干的积水，则需用导管法在水下开展灌注混凝土施工操作。在结束终孔后，要对钢筋笼、导管分别进行安装，导管内径应为30cm,各节导管壁厚度、长度都要满足设计标准，可以参考孔深对导管总长度进行明确。应在孔中央处插放导管，导管底部保持同孔底20cm至30cm的距离，切勿深入到孔底泥浆内。
运用导管法在水下进行混凝土灌注操作时，要控制好混凝土粗骨料粒径，应使碎石、卵石的粒径在5cm以下。此外，还要保证混凝土坍落度适当，及时调整混合料配比，并使拌和时间符合标准，确保混凝土拥有良好的流动性、粘聚性。在搅拌混凝土的过程中要对坍落度进行检测，完成拌和操作后马上开始灌注操作，确保混凝土质量，以及混凝土桩基质量达标。在混凝土灌注标高方面，应比设定标高约高1m,同时应在顶部对上浮浆层进行凿除。
3.5 成桩质量检验及收尾工作
在检测冲击钻灌注桩成桩质量时，需要进行大应变和小应变的桩身动检，并检测混凝土试块。通过质量检测工作获取桩长、扩/缩径，确保成桩质量检测合格。除此之外，在结束铁路桥梁桩基施工任务之后，要拆除护筒，完成钻机移位操作。
4、结语
在铁路桥梁施工领域中，冲击钻灌注桩技术所发挥的作用越来越重要，做好冲击钻灌注桩施工工作，能够为铁路桥梁整体质量提供坚实的保障。由于冲击钻灌注桩施工流程相对复杂，而且需要考虑铁路桥梁工程的实际施工环境和条件，所以要统筹把握各方面的要素，分别严格落实桩基基础钻孔的施工质量控制、钻孔灌注桩施工质量控制、钢筋笼施工质量控制、灌注混凝土施工质量控制、成桩质量检验及收尾各项工作，这样才能够消除质量隐患，保障铁路桥梁的施工质量。
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随着全国城市化进程的快速发展，人口的快速增长所导致的生活空间拥挤、交通线路堵塞、生存环境恶化等问题日益严重，这加快了城市地下空间工程开发利用的步伐，地下空间工程的开发与利用已成为城市现代化的主要标志。在我国，长春、青岛、广州和深圳等地区相继展开装配式地铁车站的研究和建设，至今已有多座车站建成并投入运营[1]。
2024-01-04
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一种交通方式，是我国的生产及安全提供必要保障的基础设施，在我国的铺设覆盖范围极其广泛。但是由于使用年限增加，部分铁路由于受到自然条件的影响，特别是地质条件的变化及水流的冲刷，导致路基工程破坏，出现路基下沉等病害[1]。因此对既有铁路路基注浆加固也是保证路基稳定的一个研究课题。
2022-04-28
本文就铁路桥梁施工混凝土的工艺质量控制技术进行分析，针对有关该技术的优势与特点加以叙述，提出当前所存在的问题，并以此基础开展相应的处理措施，以此来确保后续工作得以顺利开展。对于施工单位而言，想要在如此激烈的市场竞争中有所建树，则需要施工单位及时进行技术层面的调整，并提高对工艺质量的管控力度。
2022-04-25
环氧乙烯基树脂秉承环氧树脂的优良特性，并且在固化性、成型性和耐腐蚀性方面更为出色。以环氧乙烯基树脂为基体树脂的乙烯基树脂砂浆在铁路维修工程中有着重要的潜在应用价值。主要介绍了乙烯基树脂的性能特点、乙烯基树脂砂浆的选材、性能、制备工艺，以高速铁路无砟轨道道床板缺损修复和铁路道钉更换实例介绍了施工应用。
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软弱土具有高压缩性、低渗透性、抗剪强度较低、显著的流变性和结构性等工程特性，主要包括淤泥、淤泥质土、部分充填土和杂填土等[1]。在上部结构荷载作用下，极易发生土体剪切破坏与不均匀沉降等不良现象，最终会引起建筑塌陷，因此软弱土地基不利于建筑施工，在实际工程中需要对其进行加固处理。
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目前，有机质土的加固工程中较常规的方法是高压旋喷桩及三轴搅拌桩两种形式[4],但是由于泥炭质土有机质含量高，腐殖质中酸性官能团使土质偏酸性的同时还能络合高价阳离子形成复杂有机络合物沉淀包裹于土颗粒表面使其具有较强的持水能力[5,6]。可见昆明滇池泥炭土的物理、力学特性有别于其他有机土，经大量的室内土工实验证明，仅采用水泥固化的泥炭土样胶结性差、强度低。
2022-03-30我要评论
期刊名称：中国铁路
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主管单位：中国国家铁路集团有限公司
主办单位：铁道部科学技术信息研究所
出版地方：北京
专业分类：交通
国际刊号：1001-683X
国内刊号：11-2702/U
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